太阳能电池板清洗车行进中的自动纠偏方法及系统的制作方法_2

文档序号:9338097阅读:来源:国知局
还可大大减轻清洗车驾驶者的工作强度;b)本发明利用光伏 阵列的固有特征,不需对光伏电场内数量庞大的光伏阵列支架进行改造;c)采用大波束角 超声测距传感器,即使车体相对光伏阵列面板下边沿在一定范围内偏斜或升降,也可不受 影响地测得传感器声波收发端到光伏阵列面板下边沿线的垂直距离;d)车侧首部和尾部 均设置至少两个测距传感器并垂向间隔布置,基于不同高度上测点到光伏阵列面板下边沿 的距离,利用三角形等积变换原理,计算在测点所在纵向位置处车体到光伏阵列面板下边 沿的距离,既可消除因传感器与光伏阵列面板下边沿不等高造成的测量误差,还可有效消 除因路面颠簸及阵列板面起伏,导致清洗行进过程中测距阵列与光伏阵列面板下边沿相对 高差产生波动时对测距准确性的不利影响;e)下方传感器采用较小的波束角,以及采用向 上稍偏的安装方向,均有助于消除地面回波的干扰;f)车侧首部超声测距传感器组和车侧 尾部超声测距传感器组内不同传感器或采用不同的工作频率,或采用分时轮流工作方式, 可有效避免组内不同超声传感器之间的相互干扰,确保测量数据的准确性。
【附图说明】
[0032] 图1为本发明所述自动纠偏方法的流程框图。
[0033]图2为本发明所述自动纠偏方法中基于车侧首、尾测点立线各自到光伏阵列面板 下边沿的距离计算车体相对光伏阵列的位置及姿态的原理示意图。
[0034] 图3为图2中的A-A剖视图,用于对基于车侧首部上、下两测点各自到光伏阵列面 板下边沿的距离计算该部位测点立线到光伏阵列面板下边沿距离的原理进行示意说明。
[0035]图4为本发明所述自动纠偏系统的组成框图。
[0036]图5为本发明所述自动纠偏系统实施例中履带底盘左侧的侧向超声测距阵列安 装布置图。
[0037] 图中:1-光伏阵列;2-测点立面;3-侧向超声测距阵列;4-测点立线;5-车 体;6-控制组件;7-底盘行进转向驱动装置;8-履带底盘;31-车侧首部超声测距传感器 组;32-车侧尾部超声测距传感器组;311-车侧首部传感器I;312_车侧首部传感器II; 321-车侧尾部传感器I;322_车侧尾部传感器II。
【具体实施方式】
[0038] 下面结合附图和实施例对本发明所提出的技术方案做进一步详细说明,但不作为 对本发明的限定。
[0039] 本实施例的一种太阳能电池板清洗车行进中的自动纠偏方法,如图1所示,包括 以下步骤:
[0040] 步骤1:利用分别安装在车体5-侧的首部和尾部的车侧首部超声测距传感器组 31和车侧尾部超声测距传感器组32内的各传感器分别测出各自所处测点到光伏阵列面板 下边沿的距离。车侧首部超声测距传感器组31和车侧尾部超声测距传感器组32均由呈垂 向阵列间隔布置的两个超声测距传感器组成。所谓测点,是指超声测距传感器收发端面中 心。
[0041] 步骤2:智能控制单元根据上述传感器实测距离数据计算车侧首部超声测距传感 器组31所处测点立线4到光伏阵列面板下边沿的距离山和车侧尾部超声测距传感器组32 所处测点立线4到光伏阵列面板下边沿的距离d2。测点立线4是指通过测点(超声测距传 感器收发端面中心)且与车体5底面垂直的虚拟线。山和d2的具体计算方法如下:
[0042] 如图2所示,山和d2为首、尾测点立线4分别与光伏阵列1面板下边沿两对空间 直线间的距离,山的计算基于车侧首部上、下两测点各自到光伏阵列1面板下边沿的距离, 如图3所示,车侧首部传感器I311和其下方的车侧首部传感器II312的测点处于同一条 测点立线4上,二者测点间距为Ill,车侧首部传感器I311测点到光伏阵列1面板下边沿的 距离为dla,车侧首部传感器II312测点到光伏阵列1面板下边沿的距离为dlb,则:
[0044] 其中,S1 =(dLa+山-b+hi) /2。
[0045] 同样的,(12的计算基于车侧尾部上、下两测点各自到光伏阵列I面板下边沿的距 离。两测点处于同一条测点立线4上,间距为h2,上测点到光伏阵列1面板下边沿的距离为 d2_a,下测点到光伏阵列1面板下边沿的距离为d2_b,则:
[0047]其中,S2= (d2-a+d2-b+h2)/2。
[0048] 步骤3:智能控制单元根据山和d2计算由首、尾测点立线所确定的测点立面2到 光伏阵列1面板下边沿的平均距离d,以及所述测点立面2与光伏阵列走向的夹角0。所 述测点立面是指由首、尾两平行测点立线4所确定的平面。如图2所示,d=(山+(12)/2, 0 =arcsin[(dl-d2)/L],其中,L为前、后测点立线4之间的距离。
[0049]步骤4 :智能控制单元计算所述平均距离d相对于预设值D的距离偏差Ad,即Ad =d-D,所述预设值D为所述测点立面到光伏阵列1面板下边沿距离的设定值。
[0050]步骤5:智能控制单元对Ad和0进行判断,若IAdI大于距离偏差的容差限Td 或/和I9I大于平行度偏差的容差限T0,则智能控制单元根据Ad和0的代数值生成清 洗车履带底盘行进调向操作指令,即纠偏控制指令,并发送给功率输出驱动电路。
[0051] 步骤6 :功率输出驱动电路根据所述调向操作指令对控制清洗车履带底盘两履带 行走马达(行进转向驱动装置7的原动件)的电磁比例换向阀进行控制,进而使两履带行 走马达产生所需的转速差,从而使履带底盘在行进中转向纠偏,消除车体位姿相对于理想 状态的超限偏差。
[0052] 本实施例还提供一种实施上述方法的行进自动纠偏系统,安装在具有履带底盘8 的太阳能电池板清洗车的车体5上,其包括侧向超声测距阵列3、控制组件6和底盘行进转 向驱动装置7,侧向超声测距阵列3的超声测距传感器与控制组件6之间通过信号传输电 缆(如数字通信总线)连接,控制组件6与底盘行进转向驱动装置7之间通过功率驱动电 缆连接。其中:
[0053] 侧向超声测距阵列3,用于测量车体5相对光伏阵列1面板下边沿实际位姿参数 所需的距离数据(即车体5侧面首、尾相对光伏阵列面板下边沿的距离),共有两套,对称 布置在车体履带底盘8的左、右两侧。如图5所示,每套侧向超声测距阵列3由四个大波束 角超声测距传感器按2X2矩形阵列布局组成,其中,车首两传感器31U312和车尾两传感 器32U322均在垂直车体底面的方向上呈上下布置,分别安装在车侧靠近首部和尾部的位 置上;阵列中,各传感器的辐射轴均垂直于车体左右中分面指向车体外侧,各传感器的收发 端面均处于一个与车体左右中分面平行的测点立面2上;阵列中,下方传感器312、322的波 束角小于上方传感器31U321的波束角,譬如,下方传感器312、322选用30°波束角的超声 测距传感器,上方传感器311、321选用45°波束角的超声测距传感器;阵列中,上方传感器 31U321的工作频率与下方传感器312、322的工作频率不同。
[0054] 控制组件6,用于对侧向超声测距阵列3的实测数据进行分析处理进而生成调向 操作指令(纠偏控制指令),包括通过电路依次连接的测距传感器信号输入接口电路、智能 控制单元和功率输出驱动电路。其中,智能控制单元采用单片机,内置控制软件,控制软件 包含车体纠偏控制程序,车体纠偏控制程序含有超声传感器信号处理、车体位姿参数解算 和纠偏决策三个功能模块。
[0055] 底盘行进转向驱动装置7,用于在控制组件中的功率输出驱动电路控制下完成履 带底盘在行进中的转向纠偏;包括安装在履带底盘8左右台车架后端的两个履带行走马达 及其液压传动控制系统,所述液压传动控制系统还包含液压油箱、负载敏感液压栗、以及分 别与两履带行走马达对应的两个电磁比例换向阀,所述两个电磁比例换向阀的通断、换向 及阀口开度由控制组件6中的功率输出驱动电路控制。
[0056] 本实施例的工作原理为:系统工作时,车体5 -侧超声测距阵列3中四个超声测距 传感器持续测量各自到光伏阵列1面板下边沿的距离并实时传送至控制组件6,控制组件6 内的信号输入接口电路实时接收四个超声测距传感器的实测数据并传送至单片机,单片机 对这些数据按本发明所述方法实时进行处理和解算,求出车体5相对光伏阵列1面板下边 沿的当前实际距离和平行度(以夹角9表示),当两参数其中之一或同时均超出相应的控 制容差限时,单片机生成调向操作指令(纠偏控制指令)并发送至功率输出驱动电路,功率 输出驱动电路控制两电磁比例换向阀阀芯动作,使通过两履带行走马达的油流方向和流量 产生相应的变化,进而使履带底盘8两侧履带的驱动链轮产生转速差,从而使履带底盘8在 行进中转
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